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行业动态

简述电缆铜导体防氧化的控制方法

发表时间:2018-09-05 14:27

  铜原子数为29,密度为8.92g/cm3,熔点为1083.4℃,具有良好的导热性和导电性,但铜表面与湿空气中的氧反应生成Cu2(OH)2CO3或铜绿。电缆厂的铜氧化通常表明铜导体的表面是黑色的。氧化的存在困扰着许多电缆企业。

  在日常生产观察和大量数据调研中发现,通过选用优质铜棒,有效控制拉丝工艺和乳化液浓度及温度,对铜导体绞合或绞合铜线进行钝化处理,可提高拉丝质量。表面处理、后续工艺优化等手段,可有效控制铜芯电缆的质量,防止其氧化,将大有作为。提高工作效率,减少返工次数,从而降低成本,提高产品质量的内在效益。本文从铜棒到达生产车间、贮存、拉丝、绞合、内芯贮存到绝缘挤出等各个环节的有效控制措施进行了分析。

  电缆铜导体

  一、电线电缆生产过程中的铜导体防氧化控制

  电缆用金属铜从原理上讲主要有物理方法阻隔铜与潮湿空气接触、阴极保护氧化还原法阻止铜导体氧化、化学方法在铜导体表面生产钝化膜阻止氧化,抑或在导体表面喷涂特殊液体予以保护。以广东珠江电线电缆生产为例,每道工序防氧化控制的主要方法。

  1.1铜杆进厂前运输、检测及储存

  我国大多数电缆企业用铜基本外购,而多数企业往往忽视了铜杆进厂前运输过程的控制,在江南及沿海地带(江浙、闽粤)夏季较长且多雨,铜杆基本通过重型卡车运输至企业,通过笔者了解,很多电缆企业没有制定相应的铜杆供应商运输规范、夏季雨天包装规范等制度,这使得往往出现铜杆供应商发货时铜杆表面完好无氧化发黑,而到达电缆企业用户面前时则出现铜杆表面发黑现象,带来了不必要的麻烦。

  铜杆进厂检验基本依照GB/T 3953-2009或电缆企业企标,有严格的程序。铜杆的储存一般电缆企业均放在仓库里,一般企业有较为严格的储存管理办法,在铜杆储存时,尤其是夏季雨天,一定要用塑料布或塑料薄膜覆盖铜杆,用最简单的物理阻隔法阻止铜杆与潮湿空气的接触制,而这一点往往受到电缆企业的忽视。在车间领用铜杆时一定要逐个铜杆卷进行肉眼检查是否有发黑现象,从生产源头加以控制。

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  1.2铜杆拉丝工序的控制

  本阶段以电力电缆最常用的8mm铜杆为例,如今拉丝时一般使用连续退火的铜大拉,需经过放线、拉丝与退火、冷却、烘干、收线等过程,首选选取对应规格的模具,切不可过小,如过小会强制使金属铜的晶格变异,加剧金属温度的急剧上升。

  在开机前检查乳化液的浓度,确保浓度合格,在放线过程中,应保持放线张力稳定、均匀,不可过度颤动(颤动不可避免),拉丝过程中操编辑应密切关注退火温度的变化,拉丝后导体硬化,延伸率变小,导体直流电阻率上升,拉丝候成圈时铜导体表面不应有残余乳化液,此处需要操编辑肉眼识别,在拉丝下盘后用透明塑料薄膜密封,存放于干燥环境之中,待流转,但多数电缆企业因为嫌铜丝包薄膜麻烦而省略包薄膜工序。刚拉丝成圈的导体表面温度高于室温,如遇雨季会潜在氧化的风险。

  1.3铜丝绞合(束绞)与化学交联挤出工序

  以铜丝绞合为例,在导体绞合过程中,各单丝以规则绞合或不规则绞合等方式绞合,经过各道压模作用下,过模后铜导体温度较过模前有较大提高,尤其是紧压导体、扇形导体等,且框绞机目前无在线退火或降温装置,因此铜导体外层易氧化,在绞合前,选择合适的绞合模具、紧压轮、排线器,调整收线与放线张力,设备调整完毕后,操编辑肉眼观察上盘铜丝与放线架中心铜丝的表面光洁度,确保无明显黑点,再启动机器。

  一般电缆企业会在绞合工序(框绞机、笼绞机)中施加抗氧剂,抗氧剂的配方是0.3%左右的苯并三氮唑酒精溶液,操作方法是将抗氧剂融入工业酒精之中,用输液软管滴入铜丝中,滴入标准以刚好浸润铜丝为准,避免过少局部潜在氧化或过多浪费的现象发生,在所有防氧化工作准备稳妥后,再开机运转。

  收线处应保证收线盘干燥,收线盘装满后,用透明塑料薄膜密封,与铜丝拉制同理,很多电缆企业也省略了此步骤,若此步骤造成铜导体氧化,对低压电缆影响尚低,对超高压电缆而言,影响则不堪设想。铜导体在经过拉丝、绞合、储存后,金属铜晶格形态已基本稳定。化学交联即在交联剂、抗氧剂、耦合剂等条件下,将XLPE均匀的挤包在铜导体上。在将装满铜导体的放线盘启动前,调整收放线张力,保证设备运行平稳。

  二、总结

  我国几乎所有的电缆厂都面临铜导体氧化的困扰,从金属铜化学特性讲,就是要保持金属铜的还原性。在日常生产中,采用广东珠江电线电缆如下措施可减少铜导体氧化的几率:

  1)、选择质优金属铜杆,规范供应商运输、交货流程与制度,铜杆到企业后,采取透明塑料薄膜密封措施,铜导体拉制、绞合后都应采取透明塑料薄膜密封措施;

  2)、采用合适的铜丝拉制工艺,定期检查拉丝机的退火部件,优先选择含抗氧剂的拉丝油,定期检查乳化液浓度,保质期到期前一定提前更换;

  3)、铜丝绞合、挤包绝缘工序采用钝化处理技术;

  4)、树立质量意识,加强业务培训让以上工序操编辑清楚铜丝氧化带来的不良后果。

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